基于Kinect的全向移动平台视觉伺服控制研究

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(1.哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.苏州大学机电工程学院，江苏 苏州 215006)

0 引言

全向移动平台由于其完整约束的运动特性被广泛应用于工业生产及特殊作业中[1]。近年将传统机器人技术同其他类别的学科或理论进行融合和研究已经成为一种新兴趋势。如基于ROS并融合物联网技术设计的全向移动机器人系统，用于解决工业上的实际问题[2]。特别对于人机交互方向，由于微软研发的Kinect相机自身可方便同用户交互及能够依据具体需求进行算法开发等优势，越来越多的国内外研究人员将Kinect相机应用于机器人对目标信息的获取及动作模仿、行为跟踪等新型的交互控制中[3-5]。

文献[6]利用多个Kinect相机开发集成的无标记步态跟踪系统，提出基于几何原理的人体步态数据优化测量方法；文献[7]通过对具体身体部位的分析和人体活动情况进行约束的策略，改进基于骨骼跟踪的人体活动识别系统，提高识别的准确率；文献[8]提出利用Kinect对中风患者的行走运动情况进行监测，用于评估病情情况，并总结两者的相关性程度，可应用临床及家用。

设计出平台的构型并分析其运动学模型，考虑利用Kinect相机的交互特点获得目标的特征信息，并将其用于平台的视觉伺服控制中可实现人体跟踪，相对于传统双目立体视觉伺服控制可减少视觉测量的运算量，同时避免运动过程中深度测量值受外界光照等因素影响而失真。给出伺服控制中雅可比矩阵深度值估计方法，通过讨论彩色图像及深度图像设置的增益值组合对平台运动的影响，以仿真形式验证所提方法及控制系统的可行性。……